Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

W. Scheuermann Universität Stuttgart - Kontext der Ausbreitung - Apr-14Seite 1 von 23 Simulation der Ausbreitung radioaktiver Schadstoffe Topographie,

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "W. Scheuermann Universität Stuttgart - Kontext der Ausbreitung - Apr-14Seite 1 von 23 Simulation der Ausbreitung radioaktiver Schadstoffe Topographie,"—  Präsentation transkript:

1 W. Scheuermann Universität Stuttgart - Kontext der Ausbreitung - Apr-14Seite 1 von 23 Simulation der Ausbreitung radioaktiver Schadstoffe Topographie, Geländemodelle, Koordinatensysteme

2 Inhalte der Vorlesung W. Scheuermann Universität Stuttgart - Kontext der Ausbreitung - Apr-14Seite 2 von 23 Ziele und Kontext von Ausbreitungsrechnungen Ausbreitungsphänomene, Modellierung physikalischer Prozesse Freisetzung, Zerfall Topographie, Geländemodelle, Koordinatensysteme Windfeldmodelle Transportmodelle Dosisberechnung, chemische Prozesse in der Atmosphäre Simulationssysteme Softwareparadigmen / Frameworks Werkzeuge zur Modellierung (UML) Architektur von ABR_V2.0 Modelle in der ABR_V2.0 Benchmarks / Validierung

3 Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 3 von 23 Ich wünschte die Erde wäre eine Scheibe

4 Koordinatensysteme Kartesisches Koordinatensystem –x, y, z Koordinatensystem –Konstante vertikale Maschen Geländefolgendes Koordinatensystem –Berücksichtigt die Topographie –Vertikale Maschenhöhe abhängig vom Ort Geografisches Koordinatensystem –Georeferenzierung »Zuordnung von Rechenergebnisse zu geographischen Orten Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 4 von 23

5 Geografisches Koordinatensystem –Geographisch: Bezug auf die Kugelform –Ortsbestimmung durch »Longitude (geograph. Länge) »Latitude (geograph. Breite) »Kurzform: Lat-Lon »Angaben in Grad W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 5 von 23

6 Geodätisches Koordinatensystem Ellipsoidisches Koordinatensystem Koordinaten eines Punktes P(B,L,H) B ellips. Breite Winkel zwischen Eliipsoidnormale in P und dem Äquator L ellips. Länge Winkel zwischen Nullmeridian und dem Meridian von P H ellips. Höhe Abstand von P von der Ellipsiodoberfläche W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 6 von 23 Quelle: Koordinatensysteme, Wilfried Korth

7 Geodätisches Koordinatensystem Bezugssystem, Referenzsystem –Referenzellipsoid, »das als Rechenfläche die Erdoberfläche im geophysikalischen Sinne annähert –Bessel-Ellipsoid »Bisher in Deutschland gebräuchlich –WGS84: World Geodatic System 1984 »Zunehmend von größerer Bedeutung »Referenzellipsoid für GPS Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 7 von 23 Bessel- Ellipsoid 1841 a = ,155b = ,965f = 1:299,15281 Erd-Ellipsoid WGS 84 a = ,000b = ,315f = 1:298,25722 Achsen a, b und der Abplattung f=(a-b)/a

8 Projektionen Abbildung der Ellipsoids / der Kugel auf die Ebene W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 8 von 23 a: zylindrisch b: konisch c: planar Quelle: A gentle Introduction to GIS

9 Projektionen Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 9 von 23 Für jede der Projektionsarten gilt: Jede so entstandene Karte weißt Verzerrungen auf Winkel Entfernung Fläche Quelle: Wikipedia Robinson Projektion: Kompromiss hinsichtlich Winkel-, Entfernungs- und Flächentreue

10 Projektionen Winkeltreue Projektionen –Anwendung »Navigation »Meteorologie –Mercator-Projektion –Lambert-Projektion Entfernungstreue Projektionen –Anwendung »Distanzmessung »Seismische Untersuchungen –Plate Carree –Rektangularprojektion Flächentreue Projektion –Anwendung »Bauplanung –Albers gleichflächige Projektion Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 10 von 23

11 Gauß-Krüger Koordinatensystem Das Gitternetz der geographischen Koordinaten wird in 3° breite Meridianstreifen aufgeteilt. Der Meridianstreifen wird auf einen Zylindermantel winkeltreu (konform) abgebildet. –Seine Achse liegt in der Äquatorebene. –Sein Radius ist gleich dem Meridiankrümmungsradius des Referenzellipsoids. Der Ursprung des Koordinatensystems ist der Schnittpunkt von Mittelmeridian und Äquator. Jeder Meridianstreifen geht vom Nord- bis zum Südpol parallel zu seinem so genannten Mittelmeridian. Referenzellipsoid: Bessel-Ellipsoid W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 11 von 23

12 Gauß-Krüger Koordinatensystem W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 12 von 23 Quelle: Wikipedia Gauß-Krüger Meridiane In der Bundesrepublik

13 Gauß-Krüger Koordinatensystem Jeder Meridianstreifen erhält eine Kennziffer Sie leitet sich aus der Gradzahl des Mittelmeridians ab (0°, 3°, 6°,...) ab. Die eine Koordinate zählt vom Ursprung positiv nach Osten (Rechtswert), die andere Koordinate positiv nach Gitternord (Hochwert). Man liest die Rechts- und Hochwerte wie in jedem kartesischen Koordinatensystem ab, Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 13 von 23

14 Gauß-Krüger Koordinatensystem Die Rechts- und Hochwerte werden in der SI-Einheit Meter angegeben. Der Hochwert gibt die Entfernung vom Äquator auf dem längentreu abgebildeten Mittelmeridian bis zum Ordinatenfußpunkt. Der Rechtswert die (verzerrte) Entfernung vom Mittelmeridian bis zum Punkt an. Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 14 von 23

15 UTM Koordinatensystem Universal Transverse Mercator –Globales Koordinatensystem Abbildungsvorschrift wie bei Gauß-Krüger Referenzellipsoid: WGS84 Es teilt die Erdoberfläche (von 80° Süd bis 84° Nord) streifenförmig in 6° breite vertikale Zonen auf Jeder Streifen wird einzeln mit der jeweils günstigsten transversalen Mercator-Projektion verebnet und mit einem kartesischen Koordinatensystem überzogen werden. W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 15 von 23

16 UTM Koordinatensystem W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 16 von 23 Quelle: Geodätische Koordinatensysteme, Iwan Berger UTM Meridiane Westliche Europa

17 Georeferenzierung von Ausbreitungsergebnissen Generell: –Numerische Lösung von Differenzialgleichungen »Finite Differenzen »Finite Elemente Bei Ausbreitungsmodellen: meist finite Differenzen –auf Basis eines kartesischen Koordinatensystems Abbildung auf eine geeignete Koordinatensysteme –Lat-Lon –Gauß-Krüger –UTM Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 17 von 23

18 Georeferenzierung von Ausbreitungsergebnissen Lat-Lon: –Kein kartesisches Gitter –Komplexe Umrechnung auf Lat-Lon Gauß-Krüger und UTM –Beides sind kartesische Gitter –Problematisch: Modellgebiet erstreckt sich über mehrere Streifen »Streifenwechsel: Entfernungsberechnung auf Basis des Ausgangsstreifens »starke Verzerrungen beim Übergang »ABR: Umrechnung der Position von Messdaten in Lat-Lon W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 18 von 23

19 Topographie und Geländemodelle Einfluss der Topographie: –auf die Ausbildung des Windfeldes und –die Konzentrationsverteilung W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 19 von 23

20 Topographie und Geländemodell Basisdaten – Fernerkundungsdaten der Erdoberfläche –Vom Februar 2000 –Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) –Abdeckung: »Landmasse »Zwischen dem 60. nördlichen und 58. südlichen Breitengrad –Auflösung: 3 Bogensekunden = ca. 90 m –Koordinatensystem: Lat-Lon –Kachelgröße: 1 Grad »Benennung: N53E009 für 53° Nord geographische Breite und 9° Ost W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 20 von 23

21 Topographie und Geländemodell W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 21 von 23 Ausschnitt von SRTM-Daten

22 Topographie und Geländemodell Umwandlung von Lat-Lon in UTM WGS84 Speichern als Digitales Höhenmodell (DEM) Umrechnung auf die Maschen des Modellgebiet –ABR: je Standort »20 x 10 km »50 x 50 km »200 x 200 km –Streifenwechsel bei den Standorten »Fessenheim »Cattenom Name Universität Stuttgart - 1XX-123 – Modulthema - Apr-14Seite 22 von 23

23 ABR - Topographie W. Scheuermann Universität Stuttgart - Ziel und Rahmenbedingungen - Apr-14Seite 23 von 23


Herunterladen ppt "W. Scheuermann Universität Stuttgart - Kontext der Ausbreitung - Apr-14Seite 1 von 23 Simulation der Ausbreitung radioaktiver Schadstoffe Topographie,"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen